Filtration

Bei der Filtration werden suspendierte Feststoffe von einer Flüssigkeit getrennt, indem letztere durch die Poren einer Substanz namens a geleitet werden Filter. Die Flüssigkeit, die den Filter passiert hat, wird als Filtrat bezeichnet. Der Filter kann Papier, Stoff, Watte, Asbest, Schlacke oder Glaswolle, unglasiertes Steingut, Sand oder anderes poröses Material sein.
Die Filtration wird in der chemischen Technologie sehr häufig eingesetzt und ist häufig mit großen Schwierigkeiten verbunden. Bei den meisten technischen Operationen ist Baumwolltuch das Filtermaterial, gelegentlich ist jedoch Woll- oder Haartuch erforderlich. Das Tuch kann so an einem Holzrahmen befestigt werden, dass ein flacher Beutel entsteht, in den die trübe Flüssigkeit gegossen wird. Das Filtrat ist auf diese Weise zunächst trüb, wird aber bald klar, und dann wird der trübe Teil zum Filter zurückgeführt. Die Filtration wird häufig durch das Vorhandensein feiner, schleimiger Niederschläge oder durch die Bildung von Kristallen in den Zwischenräumen des Stoffes aus der heißen Lösung verzögert. Jeder Versuch, die Filtration durch Abkratzen oder Rühren des Niederschlags auf dem Tuch zu beschleunigen, führt immer dazu, dass das Filtrat trüb wird.
Eine bessere Form ist der „Beutelfilter“, bei dem es sich um eine lange, schmale Hexe aus Twill-Baumwolle handelt. unterstützt von einer äußeren Abdeckung aus grobem, starkem Netz, die ein beträchtliches Gewicht und einen hydrostatischen Druck aushalten kann. Diese Taschen sind oft fünf oder sechs Fuß lang und haben einen Durchmesser von acht Zoll oder mehr. Das offene Ende des Beutels ist fest um einen Metallring oder einen Nippel gebunden, an dem das Ganze aufgehängt ist und durch den die zu filtrierende Flotte eingeführt wird. „Wenn heiße Flüssigkeiten gefiltert werden, werden die Beutel oft in dampfbeheizten Räumen aufgehängt, wobei die Temperatur nahezu der der Flüssigkeit entspricht.
Bei der Druckfiltration wird die Flüssigkeit durch direkten atmosphärischen Druck durch die Zwischenräume des Filters gedrückt Luft, die aus dem Empfänger abgesaugt wird, oder durch hydrostatischen Druck, der entweder mittels einer hohen Flüssigkeitssäule oder durch eine Kraftpumpe erhalten wird. Durch das erste Verfahren, das als Saugfiltration bezeichnet wird, kann die Flüssigkeit durch den Filter nach unten in einen Filter gedrückt werden Der Niederschlag sammelt sich auf der Oberseite des Filters und wird Teil der Filterschicht. Dies verursacht manchmal Schwierigkeiten, da sich die Partikel bestimmter Niederschläge zu einer undurchlässigen Schicht vereinigen. Oder das Filtrat kann durch den Filter nach oben gezogen werden wird in der zu filtrierenden Flüssigkeit suspendiert, so dass ein Verstopfen nicht so leicht auftritt, da sich ein großer Teil des Niederschlags am Boden des Gefäßes absetzt und erst mit dem Filter in Kontakt kommt, wenn der größte Teil der Flüssigkeit vorhanden ist id wurde abgezogen.
Bei technischen Arbeiten wird der Druck normalerweise von der Filterpresse erhalten (Abb. 8 und 8 a). Dies ist ein starker Eisenrahmen, in dem eine Reihe von

Ost-Eisen- oder Bronze-Filterzellen unterstützt werden. Jede Zelle besteht aus zwei flachen Metallplatten mit erhabenen Kanten, die durch einen hohlen „Distanzrahmen“ aus demselben Metall getrennt sind. In der Mitte jeder Platte befindet sich ein Loch und Rillen auf jeder Oberfläche, die zu einer Öffnung am unteren Rand der Platte führen. Ein Filter besteht aus zwei Stoffstücken, die etwas größer als die Platten sind und entlang des Randes einer kleinen kreisförmigen Öffnung in der Mitte zusammengenäht sind. Ein Stück des Stoffes wird durch das Loch in der Platte geführt, und dann werden beide Stücke glatt verteilt, eines auf jeder Seite der Platte.
Eine andere Platte wird auf die gleiche Weise vorbereitet, und ein Distanzrahmen wurde platziert zwischen ihnen wird die so gebildete Zelle vertikal in den Pressenrahmen gesetzt, wo sie von Laschen auf jeder Platte und jedem Distanzrahmen getragen wird. „Wenn die gewünschte Anzahl von Zellen fertig ist, werden sie mittels einer schweren Schraube, die durch ein Ende des Pressenrahmens verläuft, fest zusammengeklemmt. Somit wird eine Reihe von Zellen mit Filtertuch ausgekleidet und durch einen geraden Kanal durch die Zelle verbunden Es bilden sich zentrale Löcher. Eine leistungsstarke Kraftpumpe treibt die zu filternde Flüssigkeit in die Zellen, wo sie von einem zum anderen gelangt, bis sie alle gefüllt sind. Der hydrostatische Druck drückt die Flüssigkeit durch die Filter in die Rillen in den Platten. entlang dessen es fließt und durch die Öffnungen an der Unterseite der Platte entweicht. Das vom Stoff zurückgehaltene Sediment sammelt die Zelle und bildet einen festen Kuchen, der schließlich jeden

Zelle vollständig. Der Prozess wird dann gestoppt, die Zellen werden auseinandergenommen, und nachdem der Sedimentkuchen entfernt wurde, werden die Zellen in den Pressenrahmen zurückgeführt, um „wieder in Betrieb genommen zu werden“. Das Filtrat wird in einem Trog aufgefangen.
Bei einer anderen Form der Presse befindet sich anstelle der zentralen Öffnung ein Loch in der Kornelkirsche „jeder Platte und jedes Abstandsrahmens in einer solchen Position, dass beim Einsetzen in die Presse die Löcher bilden einen durchgehenden Kanal durch die Ecke der gesamten Reihe von Zellen.Ein kleines Loch, das an der Innenseite jedes Distanzrahmens im rechten Winkel zur Richtung des Kanals gebohrt ist, lässt die Flüssigkeit in jede Zelle ein. Der Filter ist ein Stück Stoff, das so über den Distanzrahmen gehängt wird, dass beide Seiten des Rahmens abgedeckt sind. Ein so bedeckter Rahmen wird zwischen jedes Paar gerillter Platten gelegt. In das Tuch werden kleine Löcher geschnitten, die dem Kanal in den Ecken der Zellen entsprechen. Die Filtrationsmethode ist die gleiche wie bei den zentralen Zuführmaschinen.

Der von der Kraftpumpe erhaltene Druck kann nur wenige Pfund betragen oder ansteigen auf mehrere hundert Pfund pro Quadratzoll. Die Filterpresse kann ein Dutzend bis fünfzig oder mehr Zellen enthalten, und diese Zellen können einen Durchmesser von bis zu vier Fuß haben. Für viele Zwecke ist die Presse von Spulen oder Mänteln umgeben, durch die Dampf oder Kühllösungen zirkulieren können, je nachdem, ob eine Heiß- oder Kaltfiltration gewünscht wird. Die Filterpresse ist sehr schnell in ihrer Wirkung und wird in großem Umfang in der industriellen chemischen Arbeit eingesetzt. Bei Verwendung mit sauren oder ätzenden Flüssigkeiten sind die Platten und Distanzrahmen häufig mit Blei oder einer Legierung bedeckt, die nicht leicht korrodiert.
Die Zentrifugalmaschine (Abb. 9) ersetzt weitgehend die Filterpresse und andere Filter, insbesondere wenn Kristalle entfernt werden sollen. Dies liefert die schnellste Methode und lässt die Substanz fast trocken. Die Zentrifugalmaschine ist ein zylindrischer Kasten oder Korb (A) aus Drahtgewebe oder Lochblech, der an einer vertikalen Welle (B) befestigt ist und sich mit sehr hoher Geschwindigkeit dreht. Der Inhalt der Schachtel wird durch die Zentrifugalkraft zur Außenwand getrieben, wobei der Feststoff von der Gaze oder dem Sieb zurückgehalten wird. Die Flüssigkeit strömt durch und wird in einer festen Hülle (C) aufgefangen, die den rotierenden Korb umgibt. Diese Maschinen haben verschiedene Größen von 12 bis 60 Zoll Durchmesser und 8 bis 36 Zoll Korbtiefe. Es werden zwei allgemeine
Formen verwendet: der übersteuerte Typ, bei dem die Antriebsscheibe (P) am oberen Ende der Welle über dem Korb befestigt ist; und der untergetriebene Typ, bei dem der Korb am oberen Ende der Welle und die Riemenscheibe darunter angeordnet sind. Beim übergetriebenen Typ ist es häufig üblich, die Welle in flexiblen Lagern aufzuhängen. Auf diese Weise kann sich der Korb an jede Änderung des Schwerpunkts anpassen, die durch ungleiche Belastung verursacht wird, und läuft ohne Vibrationen.
Sandfilter werden manchmal für Arbeiten in großem Maßstab verwendet. Diese
werden wie folgt gemacht; In eine Schachtel mit perforiertem Boden wird eine Schicht groben Kieses gegeben; dies ist mit feineren Kieselsteinen bedeckt; diese
durch Sand, und ein Jute- oder Leinentuch bedeckt das Ganze. Ein Holzgitter oder Eisengitter wird hinzugefügt, um den Filter zu schützen, wenn das Sediment herausgeschaufelt wird. Der Filter wird häufig über einem Behälter platziert, aus dem die Luft abgesaugt werden kann, wodurch bei Bedarf eine Druckfiltration ermöglicht wird